基于多模通信技术血液制品的运输存储及监控装置的制作方法

本发明涉及一种基于多模通信技术血液制品的运输存储及监控装置，属于医疗设备领域。

背景技术：

血液安全是党和国家各级人民政府和卫生行政管理部门高度重视的民生问题，关乎人民生命健康，关系公共卫生安全。血液冷链贯穿了从血液采集、加工、运输等环节直到被输注的全过程；血液运输是其中重要的环节之一，也是最薄弱环节，对血液及血液成分的质量和血液安全有直接的影响。

为保持血液成分的最佳血液质量和临床输注效果，针对不同血液成分需要在不同的温度下进行保存与运输。根据中华人民共和国卫生行业标准ws399-2012《血液存储要求》和ws/t400-2012《血液制品运输要求》，运输全血及红细胞类血液成分（不包括冰冻红细胞）维持在2-10℃（储存温度2-6℃），血小板维持在20-24℃，运输冰冻血浆和冷沉淀维持在冰冻状态（低于-18℃储存），冰冻红细胞维持在-65℃或以下温度运输。

血液冷链和运输过程质量监控的研究对于提升血液质量、保障跨地区血液调度安全、健全血液运输信息监控大数据、提高自然灾害等突发事件血液应急管理能力等方面都具有重要的意义。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种基于多模通信技术血液制品的运输存储及监控装置，该装置用于针对多种血液制品的运输存储，主要适用于满足不同温度指标需求的血液制品远程运输的需求，采用多点温度测量+多模通信的方式将各温区内的温度通过卫星或公网两条链路进行传递，实现远程监控的目的，同时本发明还集成了振动装置，可以实现对血小板运输过程中振动的特殊要求。

通过多温区小型化存储设备的研制，满足在一次运输过程中对红细胞、冰冻血浆、血小板等不同血液成分的存储、运输及监控需求；同时基于公网+北斗短报文两种通信模式传递上述温度监控信息，能够在任何环境情况下实现实时数据监控，确保运输的安全性。该研究可应用于全国采供血机构之间、采供血机构与采血场所以及与医疗机构之间的血液运输与信息监控，具有良好的应用前景和广泛的应用价值。

本发明基于多模通信技术血液制品的运输存储监控装置包括箱体，且箱体内部由保温隔板分割为一个以上的血小板温区、一个以上的2-6℃温区、一个以上的-18℃温区、一个以上的-65℃温区，箱体内设置有制冷机，制冷机通过管道与4个以上温区连通，管道中设置有风扇，每个管道上设置有电磁阀；每个温区内设置有一个以上的温度传感器；在箱体内设置有温度采集模块、多模通信模块，4个以上的温度传感器与温度采集模块相连，温度采集模块通过io输出口分别与4个以上风扇、4个以上电磁阀和4个以上报警器相连，电源分别与温度采集模块、风扇、制冷机、电磁阀、报警器连接；血小板温区内设置有振动装置，电源与振动装置连接；温度采集模块与多模通信模块连接，其中多模通信模块包括公网通信模块、北斗短报文模块ⅰ、北斗天线，温度采集模块与公网通信模块连接，温度采集模块通过北斗短报文模块ⅰ与北斗天线连接，北斗天线与北斗卫星连接，公网通信模块与公共网络连接。

本发明中所述振动装置为可实现血小板运输中的特殊要求，该振动装置结构可以为如下构成，但不局限于所述内容；振动水平摆幅为±2.5cm左右；血小板温区的保温隔板外设置有减振隔板。

所述振动装置包括振动板、步进电机、滑轨，血小板温区底部铺设有两条平行滑轨，一条滑轨外侧安装有齿条，步进电机固定在振动板一侧，步进电机的传动轴上设有齿轮，齿轮与齿条相配合，振动板通过其下部的两条滑轨槽安装在两条平行滑轨上并通过步进电机驱动沿滑轨来回移动；两个限位挡板分别设置在两条平行滑轨两端处，用于限定振动板的摆动幅度。

所述血小板温区上设置有加热装置，在外界温度低于20℃时，用于提高温区温度。

所述公网通信模块为gms通信模块或gprs通信模块。

本发明中温度采集模块用于温度采集，并根据温度传感器采集的温区内的温度的高低来分别控制风扇、电磁阀的开关以及报警器驱动或关闭的；所述温度采集模块可以采用常规单片机（例如msp430）实现上述功能，对于本领域技术人员来说，上述单片机控制方式采用公知的方式进行，本发明中电路连接方式也采用常规公知的电路连接方式。

所述血小板温区温度维持在20-24℃，运输全血及红细胞类血液成分（不包括冰冻红细胞）维持在2-10℃（储存温度2-6℃）；运输冰冻血浆和冷沉淀维持在冰冻状态（低于-18℃储存）；冰冻红细胞维持在-65℃或以下温度运输。

本发明制冷机采用斯特林制冷机，制冷后的空气通过风扇传送到不同的温区。

所述多模通信模块由公网通信模块、北斗短报文模块ⅰ、北斗天线组成，其中北斗天线负责接收北斗卫星传来的位置信号，同时发送北斗短报文信息至卫星；北斗短报文模块ⅰ负责卫星信号处理，包括对位置信息的解算，同时读取温度采集模块发来的温度信息，汇同位置信息一道，生成短报文信息并输出至北斗天线；另外公网通信模块也可以将温度和位置信息通过公共网络，如4g、wifi等传输出去，其中北斗短报文通信能够确保在公网无信号等突发情况时保证信息畅通。

本发明装置还包括接收天线、北斗短报文模块ⅱ、计算机，接收天线通过北斗短报文模块ⅱ与计算机连接，接收天线与北斗卫星连接；计算机通过公共网络与公网通信模块连接，该部分设置在控制中心，用于接收监控信息。

本装置优点和技术效果如下：

1、由于血液制品保存的特殊性，存在四个以上不同温区，能为运输全血及红细胞类血液成分（不包括冰冻红细胞）维持在2-10℃（储存温度2-6℃），血小板维持在20-24℃，运输冰冻血浆和冷沉淀维持在冰冻状态（低于-18℃储存），冰冻红细胞维持在-65℃或以下温度运输；上述多种温度均符合中华人民共和国卫生行业标准ws399-2012《血液存储要求》和ws/t400-2012《血液制品运输要求》等规范；

2、由于空间限制且温区较多，各温区建立独立的隔间，采用保温材料进行绝热、保温，同时在每个隔间内放置温度传感器，探测该温区内的温度并通过采集装置进行量化；

3、由于血小板运输、存储中需要振动这一特殊要求，必须加装振动装置，有1hz的振动周期，以及±2.5cm的水平振动幅度；

4、由于血小板温区中设置有振动装置，该温区外还设置有减振板，避免振动传递；

5、采用卫星+公网双模通信模式将装置的位置信息、多个温区内的温度信息传递到监控中心，其中卫星采用北斗导航卫星，充分利用其定位和短报文通信功能，实现对定位和数据通信的一体化实现，同时两种信道可以相互补充，在突发情况时保证信息通畅。

附图说明

图1为本发明装置内部部分结构示意图；

图2为控制器与温度传感器、风扇、报警器、电磁阀连接结构示意图；

图3为血小板温区中的振动装置结构示意图；

图中：1-振动板；2-步进电机；3-滑轨；4-齿轮；5-齿条；6-限位挡板；7-血小板温度底部；8-滑轨槽。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。

实施例1：如图1、2所示，本基于多模通信技术血液制品的运输存储及监控装置包括箱体，箱体内腔由保温隔板分割为一个血小板温区（20-24℃）、一个2-6℃温区、一个-18℃温区、一个-65℃温区，箱体内设置有制冷机，制冷机通过管道与4个温区连通，管道中设置有风扇，每个管道上设置有电磁阀；每个温区内设置有一个温度传感器；在箱体内设置有温度采集模块（单片机msp430）、多模通信模块，4个温度传感器与单片机msp430的ad管脚相连，完成温度采集，温度采集模块通过io输出口分别与4个风扇、4个电磁阀和4个报警器相连，完成制冷输出的控制和报警信号的发送，电源分别与温度采集模块、风扇、制冷机、电磁阀、报警器连接，实现供电；血小板温区内设置有振动装置，电源与振动装置连接；温度采集模块与多模通信模块连接，其中多模通信模块包括公网通信模块、北斗短报文模块ⅰ、北斗天线，温度采集模块与公网通信模块连接，温度采集模块通过北斗短报文模块ⅰ与北斗天线连接，北斗天线与北斗卫星连接，公网通信模块与公共网络连接。

其中制冷机采用小型便携式斯特林制冷机进行制冷，通过带有风扇的管道将冷气输送到需要降温的温区，可以同时进行降温，也可以选择进行，通过电磁阀开闭管道；

本实施例振动装置实现振动频率为1hz,水平摆动幅度为±2.5cm；血小板温区的保温隔板外设置有减振隔板。

温度传感器采用温度范围宽泛的热电偶温度传感器，其测量温度范围可达到-80～+500℃，覆盖了整个装置所需的所有温度。

温度采集模块采用msp430低功耗单片机，其多个ad（模数转换功能，16个以内）管脚可以读取多个热电偶温度传感器的温度信息，然后通过uart串口总线与多模通信模块进行数据通信；同时io输出管脚与带限流电阻的三极管相连，通过高低电平控制三极管pn结通断，进而来控制风扇和电磁阀的通断，实现风扇和电磁阀的开关；

再次，报警器为每个温区设置一个，在温区温度超过预设温度时，msp430单片机驱动报警器进行报警，该驱动信号由msp430单片机的io管脚输出。

再次是多模通信模块，该模块融合了北斗短报文通信终端和公网通信终端两种通信模式，即可以实现采用卫星和公共网络两条数据链进行信息传递；包含一套北斗短报文通信终端，例如上海倍哲公司生产的bz-rd200系列，完成北斗短报文通信；同时包含一套公网通信终端，例如a9g型开发板，其具有gprs和gsm两种公网通信模式的集成，能够实现通过公网链路的数据传输。

实施例2：本实施例基于多模通信技术血液制品的运输存储及监控装置结构同实施例1，不同在于振动装置包括振动板1、步进电机2、滑轨3，血小板温区底部7铺设有两条平行滑轨3，一条滑轨外侧安装有齿条5，步进电机2固定在振动板1一侧，步进电机的传动轴上设有齿轮4，齿轮4与齿条5相配合，振动板1通过其下部的两条滑轨槽8安装在两条平行滑轨上并通过步进电机2驱动沿滑轨3来回移动；两个限位挡板6分别设置在两条平行滑轨两端处，用于限定振动板的摆动幅度（图3）；血小板温区上设置有加热装置，加热装置为设置在温区腔体内的电加热丝，其与电源连接，血小板温区外侧还设有减震板，避免振动传递。

实施例3：本实施例血液制品的运输存储监控装置结构同实施例1，不同在于本装置还包括接收天线、北斗短报文模块ⅱ、计算机，接收天线通过北斗短报文模块ⅱ与计算机连接，接收天线与北斗卫星连接；计算机通过公共网络与公网通信模块连接；用于监控中心的数据接收。